上海市第十八届初中物理竞赛（复赛）试题及解答

上海市第十八届初中物理竞赛（复赛）试题及解答说明：1本试卷共有五大题，答题时间为120分钟，试题满分为150分2本卷第一~第二大题只要写出答案，不写解答过程；第三—~第五大题按题型要求写出完整的解答过程，解答过程中可以使用计算器。本试卷中常数g取10牛/千克。试题一选择题（以下每题只有一个选项符合题意）1．某同学家中所有的灯原来都正常发光，现突然全部熄灭了，检查保险丝发现并未烧断，用测电笔测试室内火线与零线，氖管都发光。该同学对故障作了下列四种判断，其中正确的是：（）A进户火线断路B进户零线断路C灯泡全部烧坏了D室内线路某处短路2．同一个物体的温度可以利用摄氏温标或热力学温标表示为20℃，用热力学温标表圾为293K。那么，当自来水的温度升高1℃时，用热力学温标表示这一温度的升高，下列说法中正确的是：（）A温度升高大于1KB温度升高等于1KC温度升高小于1KD无法确定升高的值与1K大小的关系。3．如图1所示，有一正方形的不透光的房间，在其中的一面墙上开有一个圆形小孔。在这面墙的对面有一个正方形的平面镜。在房间里有一个人靠在与平面镜垂直的一侧墙面上，当有一束垂直于圆孔的平行光通过圆孔射到平面镜上时，他能看到的是：（）A镜面上有一个圆形的亮斑B整个正方形镜子的形状C整个房间的各处都是亮的D感到整个房间是一片黑暗4．如图2所示，在水平放置的圆形长直管中，有一个光滑的，可自由移动的活塞刚好把长直管分成左右两部分，且活塞左、右两端面的形状如图。当左、右两部分中气体的压强分别为p1和p2时，活塞可停在图示位置不动。现在同时缓缓增大左、右两部分中气体的压强，使活塞仍然停在图示位置不动。若左、右两部分中气体压强的变化量Δp1和Δp2。则下列关于它们关系的说法中正确的是：（）AΔp1Δp2BΔp1Δp2CΔp1=Δp2D无法确定5．如图3所示，甲，乙，丙为三个光滑线型轨道，带孔的光滑小球套在光滑轨道上，并沿轨道的顶端滑动。轨道的高度和总长度相同。将小球从轨道的顶端由静止开始释放，经过时间t滑到轨道的底端，则关于时间t的大小，下列说法中正确的是：（）A甲图中小球所用时间最少。B乙图中小球所用时间最少。C丙图中小球所用时间最少D甲，乙，丙三个图中小球所用的时间相同。6．如图4所示，扶梯的A端只能沿墙面无摩擦上下滑动，开始时扶梯与墙面的夹角为30O。由于地面的静摩擦力大小导致扶梯A端沿墙往下滑，B端沿地面向右滑，关于扶梯A，B两端的运动速度，下列说法正确的是（）AA端下滑速度始终大于B端右滑速度BA端下滑速度始终小于B端右滑速度CA端下滑速度先小于B端右滑速度，后大于B端右滑速度DA端下滑速度先大于B端右滑速度，后小于B端右滑速度7．图5为潜望镜工作原理图。若现有一军舰位于S点处，则潜水艇中的人通过潜望镜看到的像的位置：（）A在图5中的A处B在图5中的B处C在图5中的C处D在图5中的D处8．在图6所示的电路中，定值电阻R3的阻值小于滑动变阻器R2的最大阻值，现使滑动变阻器的滑往从a端滑向b端，则在移动过程中：（）A电压表V1和V2的示数始终变大B电压表V1和V2的示数始终变小C电压表V1的示数始终变大，电压表V2的先变大后变小D电压表V1的示数先变大后变小，电压表V2的始终变小二填空题9．小明的爸爸骑自行车上下班，按5米/秒的正常车速，上下班各需用半小时。有一天，他想在上下班时顺路到文具店购买一些练习本，文具店离开工作单位的路程为3000米，假如购买练习本共需5分钟，且开始时仍以5米/秒的车速行驶，最终仍在半小时内走完全程，那么考虑到安全因素，要求在购买练习本后的车速尽可能小，小明的爸爸应该（选填“上班时”或“下班时”）去文具店，离开文具店后，自行车的车速为米/秒。10．家用电热淋浴器分储水式和无水箱式两种。无水箱式淋浴器是使冷水流过电热器就达到需要的温度，立即从喷头喷出热水供淋浴。现在自来水的温度为16摄氏度，淋浴器要热水的温度为38摄氏度左右，淋浴所需热水流量为1×10-3米3/分，水的比热容c为4.2×103J/（千克·℃）.则该淋浴器的电热功当量器电功率为瓦；它的工作电流大小为安（不计加热过程中的能量损失及水的密度变化）11．在图7所示的电路中，当电路两端加上电压U后，电路正常工作，如果电阻R2发生了断路，电阻R3两端电压将减少二分之一，而电阻R2发生断路前电阻R1和R2的总功率与电阻R2发生思路后电阻R1的功率相等，则三个电阻的阻值之比R1：R2：R3为；在电阻发生断路前后，R3上消耗的电功率为（选填：“变大”、“变小”或“不变”）。12．如图8所示，有一个半径为1米，重为300牛的均匀球，置于倾角为600的斜面上，用一水平细绳拉住球，使球处于平衡状态，则此均匀球受到几个力作用，水平绳的拉力大小为牛。（sin60o=0.866,cos60o=0.5）13．如图9所示，AB、ＣＤ为两根平等并且均匀的相同电阻丝，另有一根电阻丝ＥＦ，其长度略大于ＡＢ、ＣＤ两轨道的宽度，可以在ＡＢ、ＣＤ上滑行并保持与ＡＢ垂直，ＥＦ与ＡＢ、ＣＤ接触良好，图中电压表为理想电压表。当ＥＦ处于图中位置时电压表读数为6.0伏，将ＥＦ由图中位置向左移动一段距离ΔL后电压表的读数变为5.0伏，若将EF由图中位置向右移动一段相同距离ΔL后，电压表读数为伏；如果AB，CD电阻丝单位长度上的电阻为λ欧，电源电压为U伏，则电阻丝EF的电阻为欧。三计算题14．在钢铁厂的轧钢车间里有一台如图10所示的钢板冷轧机，较夺取的钢板匀速地经过轧辊被轧成薄钢板后，整齐地卷成钢板卷。经过时间T钢板卷的半径增加了一倍。试求此后半径再增加一倍需要多少时间表？15．如图11所示，一根长2米的细铜棒放在水平的支架上，右端紧靠固定的竖起挡板。在细铜棒的左端，有一根可以绕c点转动的指针，指针的ac段始终靠在细铜棒的左端。如果只考虑细铜棒的热胀冷缩的作用，则当细铜棒的温度发生变化时，指旬的上端会指在刻度盘的不同位置，由此可制成一个温度计。试分析：（1）刻度盘上的温度值沿顺时旬方向是增大还是减小？（2）现在知道细铜棒的长度随温度的变化关系到为L=LO(1+at),a=1.7×10-5/℃，指针的总长度为7厘米，且ab=bc=1厘米。当细铜棒的温度为0℃时，指针掼在刻度盘的中央0刻度的地方，细铜棒的左端正好和指针上的b点相接触，指针有0刻度的两侧能够转过的角度均为30O。求此温度计的测时范围。16．某同学用一根粗细均匀的铁棒，将一个边长为a的正方形重物箱撬起一个很小的角度（如图12所示，图中的角度已被放大）。已知：铁棒单位长度受到的重力为P1；重物臬常驻到的重力为G。现将铁棒的一端插入箱底，在另一端施加一个向上的力撬动重物箱。如果插入的长度为箱宽的四分之一，并保持该长度不变，则当选用的铁棒长度满足什么条件时，施加的力最小，此最小的力为多大？四实验题17．如图13所示，有一根弹簧测力计，由于某种原因，它表面的刻度值没有了，但弹簧测力计的其他部分都完好。为了利用这把弹簧测力计，现把一切工作小段长度均匀分割的刻度线粘贴到弹簧测力计上，当用1牛的拉力拉弹簧测力计的挂钩时，弹簧秤的指旬刚好指在刻度线5下面的第三条黑线位置；当用2牛的拉力拉弹簧测力计的挂钩时，弹簧测力计的指针刚好指在刻度线7的位置。由此可知，利用图中的刻度线，此弹簧测力计能够测量的范围是。如果将刻度线粘贴位置向挂钩方向移动一小段，则此时弹簧测力计能够测得的最大值与最小值之差将（选填：变大，不变或变小）。18．有一个特殊结构的元件（如图14所示），由A、B两部分组成，被封闭在透明的玻璃壳内，a,b为两个接线柱。某学生为了研究A、B两部分电学特性，通过查阅资料，得知A是一个定值电阻，其U-I值如表1；B是一种由特殊金属制成的导体，该元件的额定电压是7伏，为了既不破坏元件的结构，但又能测定B的额定功率，他使用（如图15所示）的器材，则得一组该元件的U-I值（如图16所示）后，利用这些数据测出了B的额定功率。请你回答以下问题：（1）用笔线代替导线，将如图15所示的器材连成一个测量元件的U—I值的电路。（2）请利用表1和如图16提供的数据求出B在正常工作时的额定功率P五、判断与说理题19．在我们的日常生活、工业生产和高科技领域里，磁被广泛运用。请回答下列一组与磁有关的问题。(1)目前，世界上研制的磁浮列车主要有两类：一类为超导型．一类为常导型。磁浮列车主要有悬浮系统、导向系统和推进系统等部分组成。我国在上海浦东成功建造了世界上第一条商用磁浮列车。它属于：[]A．超导型，其悬浮系统利用同名磁极互相排斥B．超导型。其悬浮系统利用异名磁极互相吸引C．常导型，其悬浮系统利用同名磁极互相排斥D．常导型，其悬浮系统利用异名磁极互相吸引(2)将磁钢M固定在铁块C上．用手将一元硬币B1、B2叠在一起．竖立在磁钢上端．如图17所示。将手指稍稍松开一小段距离．将观察到的现象是．原因是。图17(3)如图18所示是生产中常用的两种闸刀开关，图18中A是导电的闸刀，B是簧片(可以与闸刀保持紧密接触或分离)，C是电磁铁的线圈，能对图18(a)中的杠杆D(右边下降时左边会升起)、图18(6)中的衔铁E产生吸力。0是固定转动轴，即支点。K是弹簧。图中箭头为电流方向。试说明这两种开关分别在什么情况下能自动断开电源。(4)以下是关于电饭锅的原理的说明。请你在画线的空格处填写恰当的物理名词或数值，并回答有关提问。电饭锅能自动控制电流加热的程序。把饭煮得甘香柔软而不焦枯．靠的是如图19所示的自动控制开关，当按下开关按键，如图19(a)所示。开关横杆把磁铁向上顶，使磁铁吸住感温软铁。这时。发热电阻丝接通电源，开始加热。当锅内的饭沸腾后。锅内的水就会因而渐渐减少。当锅内的水蒸干．锅内的温度就会超过℃，当温度达到103℃时，感温软铁就不受磁铁的吸引，开关的杠杆在弹簧的弹力及自身重力的作用而下降，使接触点分开，发热电阻丝与电源断开，如图19(b)所示。与此同时，接通另一保温电路(图中略去未画)，保持饭的温度在70℃左右。(a)“当温度达到103℃时．感温软铁就不受磁铁的吸引”这一现象说明了什么物理道理?(b)能用这种电饭锅来煮开水．并自动保温在70℃左右吗?写下你的判断，并简要说明理由。图18（a）：___________________________________________________________________________。图19（b）：___________________________________________________________________________。20．请回答下列有关声音的问题(1)以下是两位同学的一段对话。请你对两位同学的对话的正确性作出判断。并给出证明。甲同学：如果飞机在无风情况下作水平飞行，当你听到从头顶传来飞机的轰鸣声时。发现飞机已掠过头顶，在你前上方，说明飞机是超音速飞行。乙同学：如果飞机在无风情况下作水平飞行．无论飞机是否超音速飞行，当你听到从头顶传来飞机的轰鸣声时，飞机一定已掠过你的头顶。在你前上方了，所以．我们无法据此来判断飞机是否超音速飞行。(2)下列三张图片分别反映了飞机以三种不同速度在空中(不考虑空气的流动)水平飞行时，产生的声波的情况。图20中一系列圆表示声波的传播情况，A点表示飞机的位置。请你利用给出的图．用刻度尺、直角尺等工具估测图20a、图20c中飞机飞行的速度。已知声音在空气中的速度为340米／秒。(要求写出完整的解答过程)21．某同学用弹簧测力计下悬挂一均匀实心金属圆柱体浸在液体中。分别研究弹簧测力计示数与液体密度、物体在液体中深度的关系。实验时，该同学先把圆柱体浸没在不同液体中，分别记下了弹簧测力计的示数，测得的实验数据如表1。然后把圆柱体浸在同种液体中，通过改变液面到圆柱体底部的距离，记下弹簧测力计的示数，测得实验数据如表2。表1液体密度ρ(×l03千克/米3)1.21.82．O2.22.42.5弹簧测力示数F(牛)7.54.52.51.51.O表2液面到金属块底部的距离h(米)00.210.30.